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Stand der Technik
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Aus
der
WO 2005/066488
A1 ist eine sogenannte Laserzündung bekannt. Diese
Laserzündung umfasst einen Zündlaser, der in den
Brennraum einer Brennkraftmaschine hineinragt. Der Zündlaser
wird über einen Lichtleiter von einer Pumplichtquelle optisch
gepumpt.
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An
einem dem Brennraum zugewandten Ende des Zündlasers ist
ein sogenanntes Brennraumfenster vorhanden, welches transmissiv
für die im Zündlaser erzeugten Laserstrahlen ist.
Dieses Brennraumfenster muss dichtend in einem Gehäuse des
Zündlasers aufgenommen werden. Dabei werden an die Abdichtung
zwischen Brennraumfenster und Gehäuse hohe Anforderungen
gestellt, weil während des Betriebs der Brennkraftmaschine
Oberflächentemperaturen von über 600°C
an dem Brennraumfenster auftreten können. Zusätzlich
kommen noch intermittierende Druckbelastungen von über 250
bar hinzu. Wenn ein Zündlaser zum Zünden einer
Gasturbine eingesetzt wird, herrschen im Brennraum der Gasturbine
zwar geringere Drücke, allerdings kann die Oberfläche
des Brennraumfensters Temperaturen von bis zu 1.000°C erreichen,
wobei in jedem Fall unkontrollierte Glühzündungen
verhindert werden müssen.
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Es
ist offensichtlich, dass das Innere des Zündlasers gegen
die extrem hohen Temperaturen und Drücke sicher abgedichtet
werden muss. Wenn die Abgase ins Innere des Zündlasers
gelangen sollten, führt dies zum Ausfall des Zündlasers.
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Offenbarung der Erfindung
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Zündlaser
bereitzustellen, bei dem das Brennraumfenster und das Gehäuse
so abgedichtet sind, dass über die gesamte Lebensdauer
der Brennkraftmaschine und bei den im Brennraum einer Brennkraftmaschine
herrschenden Drücken und Temperaturen eine sichere und
zuverlässige Abdichtung von Brennraumfenster und Gehäuse
gewährleistet ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Zündlaser
für eine Brennkraftmaschine, umfassend einen laseraktiven
Festkörper, ein Brennraumfenster und ein Gehäuse
dadurch gelöst, dass das Gehäuse und das Brennraumfenster
mindestens mittelbar stoffschlüssig miteinander verbunden
sind.
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Durch
die erfindungsgemäße stoffschlüssige Verbindung
von Gehäuse und Brennraumfenster wird die geforderte Dichtheit
auch bei höchsten Drücken und Temperaturen gewährleistet.
Dabei ist darauf zu achten, dass der Teil des Gehäuses,
welcher stoffschlüssig mit dem Brennraumfenster verbunden wird,
einen möglichst ähnlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten
wie das Brennraumfenster hat. Dadurch werden die thermischen Spannungen
reduziert und in Folge dessen die Lebensdauer und Zuverlässigkeit
der stoffschlüssigen Verbindung zwischen Gehäuse
und Brennraumfenster erhöht.
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Alternativ
ist es auch möglich, das Gehäuse und das Brennraumfenster
dichtend gegeneinander zu pressen. Dabei ist selbstverständlich
darauf zu achten, dass bei allen Betriebsbedingungen eine ausreichende
Anpresskraft zwischen Gehäuse und Brennraumfenster gewährleistet
wird. Um den Anpressdruck zu erhöhen, empfiehlt es sich
dabei, die Dichtfläche zwischen Brennraumfenster und Gehäuse
möglichst klein zu machen.
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Um
den widerstrebenden Anforderungen an das Gehäuse hinsichtlich
Temperaturfestigkeit, Druckfestigkeit und Wärmeausdehnungskoeffizient erfüllen
zu können, ist in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung
der Erfindung vorgesehen, das Gehäuse und das Brennraumfenster
durch eine Membran oder einen Zwischenring mittelbar stoffschlüssig
miteinander zu verbinden.
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Dadurch
ist es möglich, das Gehäuse insbesondere bezüglich
Temperaturbeständigkeit und mechanischer Belastbarkeit
zu optimieren und durch die Wahl eines geeigneten Materials für
die Membran beziehungsweise den Zwischenring die stoffschlüssige
Verbindung mit dem Brennraumfenster hinsichtlich ihrer Dichtheit
und Lebensdauer zu optimieren. Dies ist insbesondere vorteilhaft
bei der ersten Fügestelle zwischen Membran beziehungsweise
Zwischenring einerseits und Brennraumfenster, das die hier eine
dichte Verbindung zwischen Glas und Metall erreicht werden muss.
Die Verbindung zwischen Gehäuse einerseits und Membran
beziehungsweise Zwischenring andererseits ist fertigungstechnisch unproblematisch,
da es sich in aller Regel um eine Metall-Metall-Verbindung handelt,
die beispielsweise durch Löten, Schweißen oder
andere hinlänglich bekannte und erprobte Fügetechniken
verbunden werden können.
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Durch
die Zwischenschaltung einer Membran beziehungsweise eines Zwischenrings
wird außerdem ein "gestufter" Übergang zwischen
den unterschiedlichen Materialeigenschaften des Brennraumfensters,
das üblicherweise aus Quarzglas oder Saphirglas besteht,
und dem Gehäuse, das aus einem warmfesten metallischen
Werkstoff besteht, erreicht.
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Durch
eine Trennung des Gehäuses in eine Innenhülse
und eine Außenhülse kann ebenfalls eine jeweils
der jeweiligen Aufgabe optimal angepasste konstruktive Ausgestaltung
der Außenhülse und der Innenhülse erreicht
werden. Auch ist es möglich, durch die Wahl verschiedener
Werkstoffe für Außenhülse und Innenhülse
einen weiter optimierten Zündlaser bereitzustellen.
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Alternativ
ist es möglich, die Membran mit der Außenhülse
und dem Brennraumfenster beziehungsweise mit der Innenhülse
und dem Brennraumfenster stoffschlüssig zu verbinden.
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Für
die Innenhülse, die Membran und/oder den Zwischenring empfiehlt
es sich Werkstoffe einzusetzen, deren Wärmeausdehnungskoeffizient
im Wesentlichen dem des Brennraumfensters entspricht. Besonders
geeignet ist beispielsweise hierfür der Werkstoff Pernifer
2198 MS der Firma Thyssen VDM.
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Alternativ
ist es auch möglich, die Innenhülse, die Membran
und/oder den Zwischenring aus einem duktilen Werkstoff, bevorzugt
Nickel oder Kupfer herzustellen. Dadurch können eventuell
auftretende thermische Spannungen in der Fügestelle zwischen Gehäuse
und Brennraumfenster auf Grund der Duktilität des Werkstoffs
abgebaut und dadurch die Fügestelle mechanisch entlastet
werden. Es ist selbstverständlich besonders vorteilhaft,
einen Werkstoff einzusetzen, der einen ähnlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten
wie das Brennraumfenster aufweist und gleichzeitig duktil ist. Dadurch
addieren sich die Vorteile beider Ausführungsformen.
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Alternativ
kann der gleiche Effekt durch eine Kombination einer Innenhülse,
einer Membran und/oder einem Zwischenring aus einem duktilen Werkstoff
mit einer Innenhülse, einer Membran und/oder einem Zwischenring
aus einem Werkstoff, der einen ähnlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten
aufweist wie das Brennraumfenster.
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Für
die Außenhülse hat sich ein warmfester Werkstoff,
bevorzugt aus Stahl vom Typ 1.4913, bewährt.
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Die
stoffschlüssige Verbindung zwischen Gehäuse, Membran,
Zwischenring und Brennraumfenster kann durch Hartlöten,
Weichlöten, Schweißen, Kleben, insbesondere mittels
keramischer und/oder metallischer Kleber, oder Verglasen erreicht werden.
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Um
beim Löten eine gute Verbindung zwischen Lot und Brennraumfenster
zu erreichen, ist es wichtig, dass die Oberfläche des Brennraumfensters benetzt
wird. Dies kann durch Metallisieren, zum Beispiel über
das so genannte W/Mn-Verfahren, das Mo/Mn-Verfahren, das Aufdampfen
durch CVD (Chemical Vapor Deposition) oder PVD (Physical Vapor Deposition),
Ionenplattieren und/oder Aktivlöten erfolgen. Beim Aktivtöten
enthält das Lot mindestens ein grenzflächenaktives
Element, wie zum Beispiel Titan.
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Weiter
ist auch die Verwendung eines Glaslots möglich; vorteilhaft
mit einer Silber-Glas-Zusammensetzung. Solche Glaslote werden zum
Beispiel von den Firmen Schott und Ferro angeboten und verkauft.
Bei diesen Zusammensetzungen wirkt das Silber unter anderem als duktiler
Werkstoff, so dass auch Werkstoffe miteinander verbunden werden
können, deren Wärmeausdehnungskoeffizient unterschiedlich
ist.
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Weiter
ist beim Löten darauf zu achten, dass Lote eingesetzt werden,
die eine vergleichsweise niedrige Löttemperatur haben,
um die bei der Abkühlung entstehenden Wärmespannungen
zu verringern. Natürlich muss das Lot den im Betrieb auftretenden
Temperaturen standhalten.
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Um
die thermische Beanspruchung der Fügestelle zu verringern,
ist bevorzugt die Fügestelle zwischen Gehäuse
und Brennraumfenster auf der dem Brennraum der Brennkraftmaschine
abgewandten Seite des Brennraumfensters angeordnet. Es ist alternativ
auch möglich, an beiden Seiten des Brennraumfensters jeweils
eine Fügestelle vorzusehen. Dadurch ergibt sich eine Redundanz
der Abdichtung und somit eine erhöhte Sicherheit gegen
den Funktionsverlust der Abdichtung.
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Wenn
das Brennraumfenster und das Gehäuse nicht stoffschlüssig,
sondern durch Anpressen abgedichtet werden sollen, hat es sich als
vorteilhaft erwiesen, im Bereich der Dichtfläche eine Beschichtung
aus einem duktilen Material, bevorzugt aus Kupfer, vorzusehen. Wenn
diese Beschichtung beispielsweise aus Kupfer besteht, wird dieses
auf Grund der hohen Flächenpressung und Einsatztemperaturen zwischen
Brennraumfenster und Gehäuse im Bereich der Dichtfläche
duktil und füllt damit die Rauhigkeiten von Brennraumfenster
und Gehäuse im Bereich der Dichtfläche aus. Dadurch
wird eine langlebige und zuverlässige Abdichtung gewährleistet.
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Die
Dicke dieser Beschichtung kann zwischen 5 μm und 100 μm
liegen und bevorzugt durch Galvanisieren aufgebracht werden.
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Um
die erforderliche Anpresskraft aufzubringen, ist es vorteilhaft,
wenn die Außenhülse an ihrem dem Brennraum zugewandten
Ende einen Absatz aufweist, wobei dieser Absatz das Brennraumfenster teilweise überdeckt.
Durch eine Schraubverbindung zwischen Außenhülse
und Innenhülse können diese in axialer Richtung
gegeneinander verspannt werden und dadurch die erforderliche Dichtkraft
erzeugt werden. Alternativ können Außenhülse
und Innenhülse in vorgespanntem Zustand stoffschlüssig
miteinander verbunden werden.
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Durch
die konstruktive Ausgestaltung von Außenhülse
und Innenhülse kann die Vorspannkraft der Verschraubung
in weiten Grenzen beeinflusst werden. Dazu kann auf die Methoden
der (Dehn)-Schraubenberechnung zurückgegriffen werden.
So kann beispielsweise die Außenhülse einen Bereich
aufweisen, in dem eine kontrollierte Dehnung erfolgt, während
die Innenhülse in dem Bereich zwischen Dichtfläche
und Bolzengewinde durch die Vorspannkraft gestaucht wird. Dadurch
ergibt sich eine "weichere" Schraubverbindung, was sich insbesondere
positiv auf die Dichtkraft auch bei wechselnden Temperaturen auswirkt.
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Weitere
Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der
nachfolgenden Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen
entnehmbar. Alle in der Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen
offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in
beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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In
der Zeichnung zeigt:
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1a eine
schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine mit einer laserbasierten
Zündeinrichtung;
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1b eine
schematische Darstellung der Zündeinrichtung aus 1 und
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2 bis 7 Ausführungsbeispiele erfindungsgemäße
Zündlaser.
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Ausführungsformen
der Erfindung
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Eine
Brennkraftmaschine trägt in 1a insgesamt
das Bezugszeichen 10. Sie kann zum Antrieb eines nicht
dargestellten Kraftfahrzeugs dienen. Die Brennkraftmaschine 10 umfasst üblicherweise
mehrere Zylinder, von denen in 1 nur
einer mit dem Bezugszeichen 12 bezeichnet ist. Ein Brennraum 14 des
Zylinders 12 wird von einem Kolben 16 begrenzt. Kraftstoff
gelangt in den Brennraum 14 direkt durch einen Injektor 18,
der an einen auch als Rail bezeichneten Kraftstoff-Druckspeicher 20 angeschlossen
ist. Alternativ kann das Kraftstoff-Luft-Gemisch auch außerhalb
des Brennraums 14, zum Beispiel im Saugrohr, gebildet werden.
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Das
im Brennraum 14 vorhandenen Kraftstoff-Luft-Gemisch 22 wird
mittels eines Laserimpulses 24 entzündet, der
von einer einen Zündlaser 26 umfassenden Zündeinrichtung 27 in
den Brennraum 14 abgestrahlt wird. Hierzu wird die Lasereinrichtung 24 über
eine Lichtleitereinrichtung 28 mit einem Pumplicht gespeist,
welches von einer Pumplichtquelle 30 bereitgestellt wird.
Die Pumplichtquelle 30 wird von einem Steuergerät 32 gesteuert,
das auch den Injektor 18 ansteuert.
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Wie
aus 1b hervorgeht, speist die Pumplichtquelle 30 mehrere
Lichtleitereinrichtungen 28 für verschiedene Zündlaser 26,
die jeweils einem Zylinder 12 der Brennkraftmaschine 10 zugeordnet sind.
Hierzu weist die Pumplichtquelle 30 mehrere einzelne Laserlichtquellen 340 auf,
die mit einer Pulsstromversorgung 36 verbunden sind. Durch
das Vorhandensein der mehreren einzelnen Laserlichtquellen 340 ist
gleichsam eine „ruhende" Verteilung von Pumplicht an die
verschiedenen Lasereinrichtungen 26 realisiert, so dass
keine optischen Verteiler oder dergleichen zwischen der Pumplichtquelle 30 und den
Zündlasern 26 erforderlich sind.
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Der
Zündlaser 26 weist beispielsweise einen laseraktiven
Festkörper 44 mit einer passiven Güteschaltung 46 auf,
die zusammen mit einem Einkoppelspiegel 42 und einem Auskoppelspiegel 48 einen optischen
Resonator bildet. Unter Beaufschlagung mit von der Pumplichtquelle 30 erzeugtem
Pumplicht erzeugt der Zündlaser 26 in an sich
bekannter Weise einen Laserimpuls 24, der durch eine Fokussieroptik 52 auf
einen in dem Brennraum 14 (1a) befindlichen
Zündpunkt ZP fokussiert ist. Die in dem Gehäuse 38 des
Zündlasers 26 vorhandenen Komponenten sind durch
ein Brennraumfenster 58 von dem Brennraum 14 getrennt.
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In 2 ist
das Detail X der 1b stark vergrößert
im Teillängsschnitt dargestellt. Aus dieser stark vergrößerten
Darstellung wird deutlich, dass das Brennraumfenster 58 mit
einer Stirnfläche (ohne Bezugszeichen) des Gehäuses 38 stoffschlüssig
verbunden ist. Die Fügestelle ist in 2 mit
dem Bezugszeichen 60 versehen. Die stoffschlüssige
Verbindung zwischen Brennraumfenster 58 und Gehäuse 38 kann
durch Löten, insbesondere Hartlöten, Weichlöten,
Kleben, Verglasen oder Schweißen erfolgen. Bei dem in 2 dargestellten
Ausführungsbeispiel hat das Gehäuse 38 bevorzugt
einen Wärmeausdehnungskoeffizienten, der dem Wärmeausdehnungskoeffizienten
des Brennraumfensters 58 entspricht. Dadurch werden Wärmespannungen
vermieden und in Folge dessen die Fügestelle 60 entlastet.
Gleichzeitig ist jedoch darauf zu achten, dass das Gehäuse 38 aus
einem warmfesten Werkstoff besteht. Und in Folge dessen auch eine
ausreichende Dauerfestigkeit bei den im Brennraum herrschenden Betriebstemperaturen
aufweist. Besonders vorteilhaft an dieser Ausführungsvariante
ist deren geringer Bauraumbedarf.
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In 3 ist
ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Verbindung zwischen Brennraumfenster 58 und Gehäuse 38 ebenfalls
im Teillängsschnitt dargestellt.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel ist das Gehäuse 38 zweiteilig
ausgebildet. Es umfasst eine Innenhülse 62 und
eine Außenhülse 64. Die Außenhülse 64 weist
an einem dem Brennraum 14 (siehe 1a) zugewandten
Ende einen Absatz 66 auf. Der Absatz 66 hat im
Wesentlichen zwei Funktionen. Erstens schirmt er einen Teil des
Brennraumfensters 58 gegenüber dem Brennraum und
den dort herrschenden Drücken und Temperaturen ab, so dass
die thermische Belastung des Brennraumfensters 58 reduziert
wird.
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Des
weiteren ist es mit Hilfe des Absatzes 66 möglich,
das Brennraumfenster 58 gegen die Innenhülse 62 zu
pressen und dadurch die Dichtheit der Fügestelle 60 zu
erhöhen. Zu diesem Zweck ist an der Außenhülse 64 ein
Muttergewinde vorgesehen, welches mit einem entsprechenden Bolzengewinde der
Innenhülse 62 zusammenwirkt. Dieses Gewinde, bestehend
aus Muttergewinde und Bolzengewinde, ist in seiner Gesamtheit mit
dem Bezugszeichen 68 gekennzeichnet. Weiterhin kann anstelle
des Gewindes die Innenhülse mit einem vorgegebenen Anpressdruck
auf die Außenhülse gepresst werden und die Verbindung
durch Schweißen oder ein anderes stoffschlüssiges
Verfahren hergestellt werden.
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Bei
der in den 2 und 3 dargestellten Ausführungsformen
werden sämtliche Druckkräfte über die
Fügestelle 60 vom Brennraumfenster 58 in das
Gehäuse 38 beziehungsweise die Innenhülse 62 des
Gehäuses 38 übertragen.
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Durch
die Trennung des Gehäuses 38 in eine Innenhülse 62 und
eine Außenhülse 64 stehen dem Konstrukteur
mehr Freiheitsgrade zur funktionsoptimierten Gestaltung der beiden
genannten Bauteile und der Fügestelle 60 zur Verfügung.
So kann beispielsweise das Material der Außenhülse 64 hinsichtlich
Warmfestigkeit und Dauerfestigkeit optimiert werden, während
das Material der Innenhülse 62 so gewählt
wird, dass sein Wärmeausdehnungskoeffizient möglichst
weitgehend dem Wärmeausdehnungskoeffizienten den Brennraumfensters 58 entspricht.
In Folge dessen werden die thermischen Spannungen reduziert und
die Fügestelle 60 entlastet. Des weiteren ist
es natürlich auch möglich, den Werkstoff der Innenhülse 62 so
auszuwählen, dass die erfindungsgemäß beanspruchte
stoffschlüssige Verbindung zwischen Brennraumfenster 58 und
Innenhülse 62 möglichst sicher, einfach
und haltbar gestaltet werden kann.
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Durch
das Verspannen von Außenhülse 64 und
Innenhülse 62 entsteht zwischen dem Absatz 66 und
dem Brennraumfenster eine Dichtfläche 70, welche
somit eine redundante Abdichtung darstellt, welche gewissermaßen
der Fügestelle 60 vorgeschaltet ist und dadurch
entweder bereits eine vollständige Trennung von Brennraum 14 und
dem Inneren des Zündlasers 26 bewirkt oder zumindest
die Temperatur- und Druckbeanspruchung der Fügestelle 60 reduziert
und in Folge dessen die Fügestelle 60 entlastet.
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Um
die Dichtfläche 70 hinsichtlich ihrer Dichtwirkung
zu optimieren kann es vorteilhaft sein, beispielsweise den Absatz 66 oder
das Brennraumfenster 58 der Bereich der Dichtfläche 70 mit
einer Beschichtung aus einem duktilen Material, wie beispielsweise
Kupfer, zu versehen. Dadurch werden kleinste Unebenheiten der Kontaktflächen
zwischen Brennraumfenster 58 und Außenhülse 64 egalisiert und
die Dichtwirkung verbessert. Diese Beschichtung kann beispielsweise
5 μm bis 100 μm dick sein.
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Alternativ
wäre es auch möglich, die Positionen der Fügestelle 60 und
der Dichtfläche 70 zu vertauschen. Dies würde
bedeuten, dass das Brennraumfenster 58 mit dem Absatz 66 der
Außenhülse 64 stoffschlüssig
verbunden wird und das Brennraumfenster 58 gegen die Stirnseite
der Innenhülse dichtend gepresst wird. Allerdings ist dabei
zu berücksichtigen, dass die thermische Belastung im Bereich
der Kontaktfläche zwischen Absatz 66 und Brennraumfenster 58 höher
als zwischen Brennraumfenster 58 und Innenhülse 62 ist.
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Bei
dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist
eine Membran 72 vorgesehen, die einenends im Bereich der
Fügestelle 60 mit dem Brennraumfenster 58 stoffschlüssig
verbunden ist. An ihrem anderen Ende ist sie mit der Außenhülse 64 stoffschlüssig
verbunden. Diese zweite Fügestelle ist in 4 mit
dem Bezugszeichen 74 versehen. Mit ihrer dem Brennraumfenster
abgewandten Seite liegt die Membran 72 auf der Innenhülse 62 auf
und wird zusätzlich durch den im Brennraum 14 herrschenden Druck
beziehungsweise durch die Verspannung der Innenhülse 62 mit
der Außenhülse 64 gegen die Innenhülse 62 gepresst.
Eine gasdichte Verbindung zwischen Membran 72 und Innenhülse 62 ist
im Bereich der Fügestelle 60 nicht erforderlich,
da die Membran mit ihrem anderen Ende an der zweiten Fügestelle 64 gasdicht
mit der Außenhülse 64 verbunden ist.
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Bei
dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist
die Membran 72 im Bereich der zweiten Fügestelle 74 mit
der Innenhülse 62 verbunden. Auch dadurch führt
der Einsatz der Membran 72 dazu, dass Relativbewegungen
zwischen Brennraumfenster 58 und Gehäuse 38 ohne
größere mechanische Spannungen ausgeglichen werden
können und bezüglich der Werkstoffe und ein Freiheitsgrad
bei der Auswahl der Werkstoffe von Innenhülse 62,
Außenhülse 64 und Membran 72 gewonnen
wird.
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Ein ähnlicher
Effekt kann erzielt werden, wenn zwischen Innenhülse 62 und
Brennraumfenster 58 ein Zwischenring 76 eingefügt
wird, wie dies in 6 dargestellt ist. Dieser Zwischenring 76 kann aus
einem anderen Material als die Innenhülse 62 gefertigt
werden und wird im Bereich der ersten Fügestelle 60 stoffschlüssig
mit dem Brennraumfenster 58 und im Bereich der zweiten
Fügestelle 64 stoffschlüssig mit der
Innenhülse 62 verbunden. Es versteht sich von
selbst, dass bei der ersten Fügestelle 60 und
der zweiten Fügestelle 64 nicht zwingend die gleichen
Fügeverfahren angewandt werden müssen. Es ist
vielmehr so, dass an den Fügestellen 60 und 74 das
jeweils optimale Verfahren zum Einsatz kommen sollte. Der Zwischenring 76 kann
aus mehreren verschiedenen Materialien bestehen, die miteinander fest
und dicht gefügt sind. Dadurch wird eine stufenweise oder
kontinuierliche Anpassung der (Material)-Eigenschaften von Brennraumfenster 58 und
Innenhülse 62 erreicht.
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Bei
den Ausführungsbeispielen gemäß den 3 bis 7 ist jeweils eine Dichtfläche 70 und
eine erste Fügestelle 60 am Brennraumfenster 58 vorgesehen.
Alternativ ist es natürlich auch möglich, anstelle
der Dichtfläche 70 auch eine stoffschlüssige Verbindung
zwischen Absatz 66 und Brennraumfenster 58 vorzusehen.
Diese Ausführungsform ist nicht dargestellt.
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Allen
Ausführungsbeispielen gemäß den 2 bis 6.
ist gemeinsam, dass der Kraftfluss vom Brennraumfenster 58 auf
das Gehäuse 38 beziehungsweise die Innenhülse 62 stets
durch die Fügestelle verläuft. In 7 ist
ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem die erste
Fügestelle 60 nicht zur Kraftübertragung
dient. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist, ähnlich
wie in 5, die Membran 72 am Brennraumfenster 58 im
Bereich der ersten Fügestelle 60 dichtend befestigt
und andererseits an der Innenhülse 62 im Bereich
der zweiten Fügestelle 74 stoffschlüssig
mit dieser verbunden. Um eine Druckentlastung der ersten Fügestelle 60 zu
erreichen, ist an der Stirnfläche der Innenfläche 62 eine
Ausnehmung 78 vorhanden, welche sicherstellt, dass die Membran 72 im
Bereich der ersten Fügestelle 60 nicht zur Kraftübertragung
zwischen Brennraumfenster 58 und Innenhülse 62 herangezogen
wird.
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Wie
bei den Ausführungsbeispielen gemäß 4 und 5 kann
die Membran auch mit der Außenhülse 64 dichtend
verbunden sein, wie dies in 7b dargestellt
ist. Auch kann die Fügestelle am Außendurchmesser
des Brennraumfensters 58 angeordnet sein (siehe 7c).
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Alternativ
ist es, wie in 8 dargestellt, auch möglich,
das Brennraumfenster 58 zwischen dem Absatz 66 und
der Innenhülse 62 mit Hilfe des Gewindes 68 einzuspannen
und dadurch zwei Dichtflächen; nämlich die erste
Dichtfläche 70 und eine zweite Dichtfläche 78 herzustellen.
Dieses Ausführungsbeispiel ist in 8 dargestellt.
Auch hier kann an den Dichtflächen 78 und 70 eine
dünne Beschichtung aus einem duktilen Material, wie Kupfer
vorgesehen werden. Alternativ zu dem Verspannen mit einem Schraubgewinde
können Innenhülse 62, Außenhülse 64 und
Brennraumfenster 58 auch vor dem Fügevorgang gegeneinander
verspannt werden und in diesem verspannten Zustand verbunden werden. Dadurch
kann eine unlösbare vorgespannte Verbindung hergestellt
werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - WO 2005/066488
A1 [0001]